[發(fā)明專利]一種綠色糖單孢菌α-淀粉酶的基因及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110340320.8
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102382849A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋宇拓;汪小波;杜麗琴;黃日波
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/28;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;C12P19/14
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種α-淀粉酶的基因，特別是一種綠色糖單孢菌α-淀粉酶的基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

淀粉酶是可作用于可溶性淀粉、支鏈淀粉、糖元和α-1，4-葡聚糖等多糖，水解α-1，4-糖苷鍵的一類酶。一般來說根據(jù)淀粉酶的作用方式可分簡單為α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和異淀粉酶，其中α-淀粉酶廣泛應(yīng)用于食品、輕化工業(yè)、釀造、制藥、谷物加工、石油開采等領(lǐng)域。根據(jù)來源的不同α-淀粉酶又可分為真菌α-淀粉酶和細(xì)菌α-淀粉酶，真菌α-淀粉酶是由曲霉屬微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種α-淀粉酶。與細(xì)菌α-淀粉酶不同的是，真菌α-淀粉酶的最適作用溫度為55℃左右，超過60℃開始失活，其水解淀粉的產(chǎn)物主要是高含量的麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。而細(xì)菌α-淀粉酶最適作用溫度高(中溫α-淀粉酶70～80℃，耐高溫α-淀粉酶為95～105℃)，水解淀粉的主要產(chǎn)物是糊精。因此，細(xì)菌α-淀粉酶只能用于發(fā)酵工業(yè)，而真菌α-淀粉酶則廣泛地應(yīng)用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品等的生產(chǎn)，具有十分廣闊的市場前景。真菌α-淀粉酶從20世紀(jì)50年代開始相繼在英國和美國作為食品添加劑應(yīng)用于面包生產(chǎn)行業(yè)，在現(xiàn)代的淀粉糖漿、焙烤制品、啤酒釀制、生料酒精等行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代制糖工業(yè)與發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展及其對真菌α-淀粉酶的使用需求，使得真菌α-淀粉酶在現(xiàn)代工業(yè)酶制劑中占有顯著地位，在淀粉糖行業(yè)真菌α-淀粉已逐漸替代β-淀粉酶而成為以淀粉為原料生產(chǎn)麥芽糖漿的關(guān)鍵酶。隨著真菌α-淀粉酶需求量的日益增加及其相對較昂貴的價(jià)格，使得近年來越來越多的國內(nèi)研究者開始關(guān)注真菌α-淀粉酶研究與開發(fā)工作。

真菌α-淀粉可以水解淀粉內(nèi)部的α-1，4-糖苷鍵，終產(chǎn)物中主要物質(zhì)為麥芽糖和低聚寡糖及少量葡萄糖的糖漿。真菌α-淀粉酶的一個重要的用途就是用于生產(chǎn)高麥芽糖漿，目前，歐美各國大多采用真菌α-淀粉酶作為糖化劑生產(chǎn)高麥芽糖漿，得到的麥芽糖漿其組成中麥芽糖占40％～60％，麥芽三糖約10％～20％，其它為葡萄糖、低聚糖和糊精等。在工業(yè)生產(chǎn)中真菌α-淀粉可以與β-淀粉酶和普魯蘭酶等脫枝酶配合使用，用于生產(chǎn)超高麥芽糖漿，其麥芽糖含量超過70％，甚至更高。

關(guān)于用于生產(chǎn)麥芽糖的α-淀粉酶的相關(guān)專利和研究報(bào)道，美國兩項(xiàng)專利U.S?Patent4604355和U.S?Patent：6274355是關(guān)于麥芽糖淀粉酶(maltogenic?amylase?enzyme)的制備方法和使用的專利，這種酶已經(jīng)由諾維信公司商品化，這種酶轉(zhuǎn)化淀粉的直接產(chǎn)物不是麥芽糖而是麥芽三糖以上的高麥芽糖寡糖，比真菌α-淀粉酶容易控制而且生成的葡萄糖少，所以可以進(jìn)一步結(jié)合用其它脫支酶的共同作用就可以將淀粉轉(zhuǎn)化成高麥芽糖糖漿。Petrícek?M也報(bào)道了從Thermomonospora?curvata克隆到的一個新的芽糖α-淀粉酶基因，可以水解淀粉生成50％以上的麥芽糖和少量的葡萄糖(Petrícek?M，P，KuncováM.Characterization?of?thealpha-amylase-encoding?gene?from?Thermomonospora?curvata.Gene.1992，112(1)：77-83)；YangCH也報(bào)道了從Thermobifida?fusca克隆到一個新的芽糖α-淀粉酶基因，可以水解淀粉生成50％以上的麥芽糖和少量的葡萄糖，其同源性和前面Petrícek?M報(bào)道的有98％的同源性(Yang?CH，Liu?WH.Cloning?and?characterization?of?a?maltotriose-producing?alpha-amylase?gene?from?Thermobifida?fusca.J?Ind?Microbiol?Biotechnol.Epub，2007，34(4)：325-330)；2002年Ammar?YB報(bào)道從Streptomyces?sp菌屬分離純化到一種新型的麥芽糖α-淀粉酶(Maltose-formingα-Amylase)，這種酶在轉(zhuǎn)化淀粉時(shí)在4小時(shí)內(nèi)就可以將淀粉轉(zhuǎn)化成58％的麥芽糖，27.5％的麥芽三糖，14.5％的麥芽四糖和五糖，而且不會產(chǎn)生葡萄糖(Ammar?Y?B，Matsubara?T，Ito?K，Iizuka?M，Limpaseni?T，Pongsawasdi?P，Minamiura?N.New?action?pattern?of?a?maltose-forming?alpha-amylase?from?Streptomyces?sp.and?its?possible?application?in?bakery.J?Biochem?Mol?Biol.2002，35(6)：568-575)，它的水解淀粉的特性似乎是一種很有應(yīng)用前景的麥芽糖α-淀粉酶，可惜其沒有相關(guān)基因克隆的報(bào)道。國內(nèi)關(guān)于麥芽糖α-淀粉酶基因的報(bào)道只有訾楠等報(bào)道從地衣芽孢桿菌克隆到生麥芽糖α-淀粉酶的基因，其水解淀粉的產(chǎn)物主要是麥芽糖和葡萄糖(訾楠，沈微，石貴陽，王正祥.地衣芽孢桿菌生麥芽糖α-淀粉酶的基因克隆與鑒定.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào).2009，15(1)：130～133)。本人也從嗜熱鏈霉菌(Streptomyces?thermoviolaceus)菌屬中克隆到一個麥芽糖α-淀粉酶基因，可以水解淀粉生成麥芽糖的含量達(dá)到50％的糖漿(中國專利申請?zhí)枺?01010045645.9)。